無(wú)線(xiàn)高密度接入的解決方案

當前，移動(dòng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)正在向4G LTE過(guò)渡，很多國家和地區的LTE網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)商用。根據iSuppli 公司的一項研究表明，全球智能終端出貨量預計從2010年的246.9 M pcs增長(cháng)到2014年的506M pcs。各大運營(yíng)商也都在關(guān)鍵地區部署了3G/4G基站網(wǎng)絡(luò )，可滿(mǎn)足用戶(hù)大部分的語(yǔ)音、數據業(yè)務(wù)需求。但是，在某些場(chǎng)合，僅僅依靠基站網(wǎng)絡(luò )覆蓋，仍然存在問(wèn)題。

例如，體育場(chǎng)館舉行比賽的時(shí)候，用戶(hù)需要上網(wǎng)分享精彩視頻，同時(shí)需要和他人通話(huà)，一般情況下，當地的3G/4G基站可以較好的支持這種語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)。但是在比賽期間，通常會(huì )有大量用戶(hù)接入當地基站網(wǎng)絡(luò )，這就要求當地的特定基站網(wǎng)絡(luò )需要在某個(gè)時(shí)間段處理大量的語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)，造成基站的空口堵塞。直接的結果就是用戶(hù)通話(huà)質(zhì)量下降、經(jīng)常掉線(xiàn)，上網(wǎng)瀏覽速度大幅度降低或者長(cháng)時(shí)間沒(méi)有響應。

針對這一問(wèn)題，目前業(yè)界解決方法是采用802.11n無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)和3G/4G網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相結合，使得用戶(hù)的數據業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)分流。即當智能終端用戶(hù)進(jìn)入有WIFI MIMO網(wǎng)絡(luò )覆蓋的區域時(shí)，將數據業(yè)務(wù)轉向WIFI網(wǎng)絡(luò )，蜂窩網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)注于語(yǔ)音業(yè)務(wù)，使授權頻段可以有一個(gè)較好的通話(huà)質(zhì)量，這就是Cellular Offloading方案，如圖1 所示。

圖1：Cellular Offloading方案示意圖。

Cellular Offloading技術(shù)需要同一場(chǎng)館既有3G/4G網(wǎng)絡(luò )信號覆蓋，又有WIFI網(wǎng)絡(luò )信號覆蓋。其中3G/4G基站用于語(yǔ)音通信而WIFI網(wǎng)絡(luò )用于數據業(yè)務(wù)。一個(gè)典型的WIFI網(wǎng)絡(luò )結構包括：用戶(hù)客戶(hù)端、天線(xiàn)、接入點(diǎn)Access Point、無(wú)線(xiàn)控制器AC和骨干網(wǎng)。典型架構如圖2所示：

圖2：一個(gè)典型的WIFI網(wǎng)絡(luò )結構。

當前WIFI主流技術(shù)為802.11 a/b/g/n協(xié)議, 而在實(shí)際應用中工程師最關(guān)心的就是如何在盡量節省投資的情況下，達到最好的覆蓋效果和吞吐量。下面本文就介紹如何利用現有技術(shù)和產(chǎn)品在用戶(hù)大批量高密度接入的場(chǎng)合，達到一個(gè)良好的覆蓋效果和空口吞吐量。

1. 采用802.11n MIMO技術(shù)

傳統的802.11 a/b/g技術(shù)采用如圖3所示單入單出的系統設計(一個(gè)TX和一個(gè)RX，分別配合兩個(gè)天線(xiàn))，這樣設計的系統采用一根天線(xiàn)收發(fā)數據，吞吐量不高，通常用于避免多徑反射。

圖3：傳統的802.11 a/b/g 技術(shù)的系統設計。

而采用MIMO空間多流多天線(xiàn)技術(shù)的系統，采用多個(gè)TX 和 RX，可將一個(gè)數據流拆分開(kāi)來(lái)通過(guò)多個(gè)獨立的天線(xiàn)系統進(jìn)行收發(fā)，這種技術(shù)可以很好的提高空口帶寬和信噪比。當TX段有多個(gè)個(gè)天線(xiàn)進(jìn)行發(fā)送，而RX段也有多個(gè)天線(xiàn)進(jìn)行接收時(shí)，即組成多天線(xiàn)的 MIMO SDM (Spatial Division Multiplexing)空分復用系統，如圖4所示?？辗窒到y，因為有多條流存在，各個(gè)數據流之間會(huì )有干擾現象，會(huì )造成信號質(zhì)量下降，因此這種系統需要radio 部分的對多流的信號進(jìn)行特別處理。采用MIMO技術(shù)后，系統典型空口速率會(huì )有顯著(zhù)提升，如圖5所示。

圖4：組成多天線(xiàn)的MIMO SDM空分復用系統。